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Schaltkontakt mit Druckbetätigung Für die Dimensionierung eines Kontaktnietes
bzw. der Kontaktmaterialauflagen an einem Schaltkontakt sind im wesentlichen zwei
Forderungen bestimmend, das sind die Berührungsfläche und die Masse des Kontakts.
Die Größe der Berührungsfläche, d. h. die Form des Kontakts, richtet sich nach dem
zulässigen Übergangswiderstand. Die Masse des aktiven Kontaktteiles richtet sich
nach dem Verschleiß, d. h. nach der geforderten Lebensdauer des Schaltkontakts.
Insbesondere bei Schaltkontakten, die hohe Ströme zu schalten haben, sind mit einer
großen Berührungsfläche ausgestattet und besitzen im allgemeinen einen niederen
spezifischen Kontaktdruck.
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Wird mit einem solchen Schaltkontakt eine niedere Betriebsspannung
geschaltet, so können an den Kontakten beispielsweise durch Oxydation gebildete
Isolierschichten nicht mehr elektrisch bzw. mechanisch durchschlagen werden, so
daß Schaltstörungen die Folge sind. Auch bei normalen Niederspannungsschaltgeräten
können diese Störungen auftreten, insbesondere bei einer Erstschaltung bei Inbetriebnahme
einer Anlage. In diesem Fall kommt zu einer eventuell isolierenden Oxydationsschicht
im allgemeinen noch eine erhebliche Schmutzschicht, so daß die normalen Betriebsspannungen
von 200 bis 500 V nicht mehr ausreichen, die Isolierung elektrisch zu durchschlagen,
nachdem infolge des niederen spezifischen Kontaktdrucks der mechanische Durchschlag
nicht erfolgte. Zwar ist es bekannt, in besonderen Fällen die Kontakte aus Gold
zu fertigen, so daß sich keine isolierende Oxydationsschicht mehr bildet, oder es
werden Silberspitzkontakte mit hoher mechanischer Belastung verwendet, doch stellt
der Goldkontakt kein Mittel gegen eine normale Verschmutzung dar, und die Silberspitzkontakte
weisen einen zu hohen mechanischen Verschleiß auf, so daß die gewünschte Lebensdauer
nicht mehr erreicht wird. Hinzu kommen weitere Mängel, wie ungenügende Schweißfestigkeit,
zu hohe Kontakterwärmung usw.
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Es ist bekannt, Kontakte als Messerkontakte auszubilden, die die Eigenschaft
haben, daß durch den beim Einschalten auftretenden Reibungsvorgang die Schmutz-
und Oxydationsschichten durchbrochen bzw. weggeschabt werden, wodurch eine sichere
Kontaktgabe garantiert ist (deutsche Patentschrift 803 916). Die Entfernung der
isolierenden Schichten auf einem Kontakt tritt auch bei einem Walzkontakt auf, wenn
der Abwälzvorgang mit einer geringen Schiebebewegung kombiniert ist wie beim Gegenstand
der deutschen Auslegeschrift 1119 960.
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Bei reinen Druckkontakten, wie sie vor allem bei Schützen und Relais
zur Anwendung kommen, sind diese selbstreinigenden Methoden nicht anwendbar. Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schaltkontakt, der einen reinen Druckkontakt
darstellt, so zu gestalten, daß eine sichere Kontaktgabe trotz Oxydation und Verschmutzung
des Kontakts bereits beim ersten Schaltvorgang ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Schaltkontakt mit Druckbetätigung dadurch
gelöst, daß erfindungsgemäß mindestens eines von zwei zusammenarbeitenden Kontaktstücken
einen Kontaktniet mit einer aus der Kontaktoberfläche herausragenden Warze aufweist
und daß die Warze derart beschaffen ist, daß bei einer Erstschaltung eine auf den
Kontaktstücken eventuell gebildete isolierende Schicht sicher durchschlagen wird
und daß die Warze bei wiederholter Schaltung und einem für den Kontakt zulässigen
Nennstrom abbrennt oder zerschlagen wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfidung ist in der Zeichnung in den F
i g. 1 bis 4 dargestellt.
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F i g. 1 bis 2 zeigen einen Kontaktniet in Pilzform mit aus dem Material
geformter Warze; beim Kontaktniet nach F i g. 3 ist die Oberfläche ein flacher Kegel;
F i g. 4 stellt einen Kontaktniet mit einer eingesetzten Warze dar.
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Auf dem Kontaktniet 1, der beispielsweise Pilzform besitzt (F i g.
1 bis 2), ist in der Mitte eine Warze 2 angeformt. Der Gegenkontakt besitzt zweckmäßigerweise
eine ebene Fläche, so daß beim Schalten die Kontaktberührung mit der Warze 2 erfolgt.
Die Berührungsfläche ist somit sehr klein und der spezifische Kontaktdruck entsprechend
hoch, so daß jede auf der Warze 2 oder auf dem Gegenkontakt durch Schmutzablagerung
oder durch Oxydation gebildete Isolierschicht mechanisch aufgeschlagen wird. Die
Höhe der Warze 2 ist vorteilhaft so gewählt, daß
sie nach wiederholten
Schaltungen unter Last abbrennt oder zerschlagen wird, so daß nach wenigen Schaltungen
die volle Kontaktfläche zur Wirkung kommt.
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Die Warze 2 wird vorteilhafterweise aus einem im kalten Zustand harten
Material gebildet. Dies kann in einem entsprechenden Härteverfahren erfolgen, es
kann aber auch ein hartes, die Warze 3 bildendes Material in den weichen Kontakt
eingebettet oder auf diesem aufgesetzt sein. Der Vorteil einer solchen Ausführung
liegt in der bleibenden Durchschlagskraft des Schaltkontakts während der Kaltschaltungen,
beispielsweise vor Inbetriebnahme eines Gerätes. Im Betrieb kann die Härte der Warze
durch die Stromerwärmung aufgehoben werden, so daß eine Verflachung der Warze auftritt
und die für den hohen Strom erforderliche große Kontaktberührungsfläche gebildet
wird. Selbstverständlich kann sich eine harte Warze bei geeigneter Form nach wiederholten
Schaltungen auch in den Gegenkontakt einschlagen, so daß es auf diese Weise zur
Berührung auf der ganzen Kontaktfläche kommt.
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Als Warze 3 kann auch ein harter, in den Kontaktniet eingesteckter
Stift 3 dienen (F i g. 4), der insbesondere bei Erwärmung bei geringer Schlagkraft
in den Niet geschlagen wird. Zu diesem Zweck kann dieser harte Stift 3 mit einem
weichen Material, beispielsweise mittels einem Lot, mit dem Niet verbunden sein,
so daß bei Stromerwärmung eine Verschiebung des Nietes in seiner Halterung möglich
ist. Die Warze selbst kann als Kegel oder als kleine Rundkuppe ausgebildet sein.
Selbstverständlich kann sie auch als Schneide geformt sein oder eine sonstige dem
Gegenkontakt angepaßte Form aufweisen. Auch kann der Kontaktniet 1 selbst ein stumpfer
Kegel (F i g. 3) sein, dessen Spitze 5 zweckmäßigerweise gehärtet ist und sich bei
wiederholter Schaltung genügend schnell abflacht.